Популярные статьи

BMW 3-series Coupe (Бмв ) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

С сентября 2006 года серийно выпускается БМВ 3-й серии купе (Е92). Невзирая на свое техническое родство с седаном и Touring, купе БМВ 3-й серии имеет

Длительный тест Range Rover Sport: часть вторая

Аш длительный тест Range Rover Sport Supercharged подошел к концу. Первая хорошая новость: машину не угнали! Вторая: несмотря на соблазн, за

Audi E-tron (Ауди ) 2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Audi E-tron, представленный на автосалоне в Детройте в январе 2010 года, совсем не то же самое, что E-tron, который выставлялся осенью на IAA 2009 во

Принципы ухода за АКБ зимой

В зимнее время года при морозной погоде аккумулятор автомобиля испытывает нагрузку намного больше, чем в летнее время. Автовладельцами замеченны

SEAT Toledo (Сиат Толедо) 1998-2004: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Эта модель расширяет присутствие компании SEAT в сегменте рынка престижных автомобилей. Toledo - первый автомобиль компании дизайн которого выполнен

В 2000 г. семейство японских Corolla лишь обновилось. Спрос на эти машины падал и классическая Corolla уже не устраивала японских покупателей. Как

Skoda Octavia (Шкода Октавия) 1996-1999: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Skoda Octavia - это современный переднеприводной автомобиль с поперечным расположением двигателя. На нём может стоять один из пяти моторов концерна

Chrysler PT Cruiser (Крайслер Пт крузер) 1999-2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Дебют серийной модели PT Cruiser состоялся в 1999 году в Детройте. Компании Chrysler удалось зацепить ностальгическую струну в душе каждого простого

Примеряем Audi A6 Allroad и A8 Hybrid к нашим дорогам

Компания сыграла на контрасте, представив одновременно две модели, совершенно противоположные по идеологии: сверхэкономичный лимузин-гибрид А8 и

Toyota Tundra Crew Max (Тойота Тундра Crew Max) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Toyota Tundra (Тойота Тундра) проектировался как грузовик. Мощный двигатель, основательная рама и большая грузоподъемность... вот что отличает этот

Архив сайта
Облако тегов
Календарь

Импульсные блоки питания

Опубликовано: 03.09.2018

видео Импульсные блоки питания

Как работает простой импульсный блок питания

    Однотактная схема ИБП, это преобразователь переменного напряжения сети (или постоянного напряжения аккумуляторной батареи) одной величины, в переменное, а затем выпрямленное, постоянное напряжение другой величины.



    Такое название схема получила потому, что содержит один ключевой элемент и один рабочий такт (когда транзистор открыт) по накоплению магнитной энергии в ферритовом сердечнике трансформатора. Перемагничивание сердечника происходит пассивно (когда транзистор закрыт), без участия ключевого транзистора.


Как работает импульсный БП на примере BBK DV811X

    Простая схема однотактного генератора с самовозбуждением изображена на рисунке. Она состоит из выпрямителя (Д1-Д4) с конденсатором фильтра С1, генератора ВЧ напряжения на транзисторе Т и ферритовом трансформаторе Тр, выпрямителя вторичного напряжения Д7 с сглаживающим конденсатором С6.


Импульсный блок питания - ЭТО ПРОСТО!

    Само преобразование напряжения происходит на ферритовом трансформаторе Тр. Выходное напряжение преобразователя зависит от соотношения витков в первичной и вторичной обмоток.

Схема такого автогенератора применяется в простых и маломощных импульсных источниках питания, мощностью до 10 - 50 ватт.

    Однотактные ИБП могут быть с «обратным» и «прямым» включением выпрямительного диода во вторичной цепи. Ферритовый трансформатор выполняет функции индуктивного накопителя энергии и является передаточным звеном между первичной и вторичной электрическими цепями.

    В простом однотактном, автогенераторном преобразователе напряжения с «обратным» включением выпрямительного диода (на рисунке), процесс накопления индуктивной энергии в трансформаторе и передача этой энергии в нагрузку разнесены во времени.

    При обратном включении выпрямительного диода на выходе схемы – передача энергии из первичной цепи во вторичную идет во время , когда транзистор закрыт.

    Рассмотрим работу схемы автогенератора ИБП с обратным включением диода.

Каждый период автоколебания состоит из двух интервалов времени:

    Т = tн + tи     где:

tн – время накопления магнитной энергии (транзистор открыт);

tи – время передачи индуктивной энергии, накопленной в ферритовом сердечнике, в нагрузку (транзистор закрыт).

    При включении питающего напряжения U, через входную цепь транзистора, протекает ток смещения, определяемый сопротивлением резистора базового смещения R2 (эпюра 1). Транзистор приоткрывается, в результате чего течет ток коллектора через первичную обмотку трансформатора w1 (эпюра 2). Начинается этап накопления энергии в индуктивности трансформатора.

    Появляется наведенный ток в базовой обмотке wб, который поддерживает и увеличивает ток базы, а соответственно и ток коллектора транзисторного ключа. В это время ток во вторичной обмотке протекает через конденсатор С5.

При достижении тока насыщения в цепи коллектора транзистора Т - прекращается нарастание магнитной энергии в сердечнике.

    Магнитная энергия сердечника начинает убывать. На всех обмотках трансформатора Тр возникает ЭДС самоиндукции в обратной полярности от предыдущего значения.

Напряжение на базовой обмотке меняет полярность. На базе относительно эмиттера появляется минус, транзистор закрывается.

    Напряжение на обмотке w2 также меняет полярность. Начинается передача накопленной в ферритовом сердечнике индуктивной энергии во вторичную обмотку трансформатора. Открывается диод Д7, через него проходит ток заряда конденсатора С6 и ток в нагрузку (эпюра 3).    В период паузы (транзистор открыт, диод Д7 закрыт), напряжение на выходе поддерживается за счет разряда конденсатора С6 (эпюра 4).

В момент, когда транзистор закрыт, начинается перезаряд конденсатора С4 (по цепочке: + питания, R2, С4, R5, базовая обмотка, - питания) и потенциал базы транзистора постепенно возрастает, по экспоненциальному закону до тех пор, пока не откроется переход эмиттер – база транзистора и в цепи потечет ток коллектора транзистора.

    Процесс накопления и передачи магнитной энергии из первичной цепи во вторичную цепь повторяется.

    В данной схеме при закрывании транзистора на его выводах Э – К, из за напряжения самоиндукции в первичной обмотке трансформатора, возникает высокое напряжение. Особенно значительно напряжение Uэк при холостом ходе (в момент закрывания транзистора).

    Применяют различные способы снижения выбросов напряжения на коллекторе транзистора, включаются RC цепочки параллельно первичной обмотке трансформатора (это С2, R3, Д5 и С3, R4), конденсатор C5 в цепи вторичной обмотки и другие технические решения.

    Существенным недостатком однотактной схемы питания является большое напряжение самоиндукции, наводимое в первичной обмотке трансформатора, превосходящее входное напряжение питания Eп в 2-4 раза. В таких схемах нужны транзисторы, имеющие высокое рабочее напряжение коллектор – эмиттер, равное 700-1000 вольт.

    Выходное напряжение Uн на нагрузке, определяется коэффициентом заполнения импульсов (соотношением времени открытого и закрытого состояния ключевого транзистора Т1).

    Также используется система широтно-импульсного управления (ШИМ) в цепи базы транзистора.

    Особенность работы преобразователя с «прямым» включением выпрямительного диода во вторичной цепи, заключается в том, что передача энергии из первичной цепи во вторичную цепь передается в то время, когда транзистор открыт. Когда ключевой транзистор Т1 открыт, через первичную обмотку трансформатора протекает ток, который наводит переменное напряжение во вторичной обмотке.

    Электрическая энергия идет в нагрузку и одновременно заряжает конденсатор С6. Затем, когда транзистор закрывается, конденсатор С6 отдает накопленную энергию в нагрузку.

    При закрывании транзистора на элементах схемы возникают перенапряжения, особенно значительные при малых токах нагрузки. Для исключения возможного пробоя транзистора и диода, применяют включение блокировочных конденсаторов в первичной (С3, R4) и вторичной (С5) обмотках трансформатора.

Из-за большого напряжения самоиндукции возможен пробой между витками первичной обмотки трансформатора.

    Схемы автогенераторов с «прямым и обратным» включением выпрямительного диода во вторичной обмотке похожи, за исключением некоторых особенностей схемы.

    Плюсы и минусы однотактной схемы генератора с самовозбуждением.

Плюсы: - один ключевой транзистор в схеме, - схема проще, чем двухтактная.

Минусы:
- намагничивание ферритового сердечника происходит только в одной полярности (пассивное размагничивание) вследствие чего не полностью используется магнитная индукция сердечника. Необходим немагнитный зазор в ферритовом сердечнике. -при среднем токе потребления от сети, ток через ключевой транзистор больше в n-раз и потому необходимо выбирать транзистор с заведомо большим максимальным током. -выбирается транзистор с Uкэ = 3 Uпит. -возникают большие перенапряжения на элементах схемы. -необходимо применять специальные меры защиты от перенапряжения в первичной обмотке трансформатора.

На практике в основном применяется схема автогенератора с «обратным включением» выпрямительного диода.

 

rss